5G优化最佳实践4G射频接收通道隐性故障处理案例.docx
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5G优化最佳实践4G射频接收通道隐性故障处理案例
广东4GLTE射频接收通道隐性故障处理案例
2019年8月
【摘要】本文主要描述射频通道上行接收故障问题的原理、检测方法、排查步骤及相关案例，使得通道故障检测和排查能够真正指导现场可实施可操作。
。
【关键字】射频单元接收告警RSSI2T4R
【业务类别】VOLTE
一、问题描述
广州目前（2019年1月-至今）VOLTE质差占比较高，华为区占比4.8%，省公司考核指标为小于等于5%，目前质差问题主要为上行质差，上行质差优化的相关指标为上行覆盖、上行丢包、上行接收性能、上行速率等。
而原4G数据业务的优化模式（数据业务模型本身就上下行不对称）是长期较注重下行，忽视上行的性能，导致上下行覆盖不均衡的问题，从当前上下行覆盖率看，广州现网上行覆盖差小区占比为17%（上行PUSCH的RSRP低于-130的比例”>30%定义为上行覆盖差），而下行的MR弱覆盖小区（MR覆盖低于-110的比例大于30%，定义为下行覆盖差）只有1.48%；另外从告警处理看，射频单元驻波告警影响下行覆盖的告警全网43个，而影响上行接收性能的告警，广州统计725个，如下表：
通道检测类型
高丢包
总计
比例
射频单元接收通道RTWP/RSSI过低
2
11
18%
射频单元驻波
6
43
14%
小区接收通道干扰噪声功率不平衡
268
725
37%
总计
276
779
35%
射频通道接收功能正常工作是无线网络上行覆盖获得良好性能的关键基础，因此上行质量的优化应该从网络基础本身出发，对在各种场景下的接收通道故障监测和排查，接收通道最为常见的问题包括:
天馈故障、上行干扰（包括外部干扰和内部干扰）、小区间天馈接错（包括小区间鸳鸯线及小区间接反）、上行通道故障、下行通道故障等。
二、分析过程
1
2
1
2
2.1相关知识
2.1.1无源互调
PIM（PassiveInter-Modulation）：
是由发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的。
在大功率、多信道系统中，这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波，这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率，其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱从而影响正常的通信。
一般而言，输入信号为f1，f2，则会在输出端产生mf1＋/-nf2的多种互调分量。
互调分量相对有用信号左右对称，与有用信号的间隔随阶数以及输入信号号自身最大频率间隔（或带宽）相关。
比如：
当m＋n＝3，称为3阶互调，如果m+n=5,称为5阶互调….阶数越高，互调分量幅度越低，距离有用信号距离越远，影响也越小。
无源互调产物,如下图所示：
所有的无源器件都会产生互调失真。
无源互调产生的原因很多，如机械接触的不可靠、虚焊和表面氧化等。
一般无源器件如合路器、双工器、滤波器都会有明确的高阶互调指标要求。
当互调指标满足一定规格要求时，可以认为其高阶产物不会对系统使用性能带来影响。
一般线缆没有明确的PIM抑制指标要求，如果互调抑制度很高，即为低互调电缆，但低互调电缆价格昂贵，实际安装时一般不会采用。
值得注意的是，连接不良和无源互调本身没有必然的耦合关系，连接可靠情况下，也可能由于线缆自身PIM性能不够，导致高阶互调分量偏高。
当互调分量正好落入接收频段，则会导致接收通道底噪抬升。
灵敏度下降。
对于FDD系统，DD800、700等频段，由于双工间隔（DL频点和UL频点间距）较小，发射信号的3阶、5阶产物往往直接落入接收带内，因此，无源互调的影响需要重点关注。
综上，无源互调产生的条件如下：
源头大多是基站自身的发射信号，偶尔也会有经天线馈入的外界干扰信号，路径是无源器件（包括双工器、天线）或线缆，产物是高阶互调产物，互调分量大小取决于线缆或无源器件的互调抑制比。
PIM的典型特征：
（1）随发射功率抬高而加倍上升。
因此通过加下行模拟负载，有意抬升发射功率，观察RTWP是否会出现明显的整体抬升，判断是否存在严重的无源互调。
（2）对于线缆的位置和接头的接触面比较敏感。
因此往往可以通过晃动接头附近线缆，敲击连接头，观察RTWP的变化，如果RTWP随之出现较大的跳变，则认为无源互调的可能性较大。
（3）信号带宽越宽，影响越大。
对于双工间隔在30MHz内的频段，尤其需要重点考虑。
（4）产生机理相当复杂。
一般而言只有多个频率分量才会互调，但也发现，在非线性系统中，单个调幅信号也会产生新的频率分量，这是频谱扩展的原因，我们也将此作为互调产物，在连接不好情况下，即使是CW信号也会产生新的频谱分量。
2.2射频通道故障的可能原因
1）接收通道衰减量配置异常；2）天馈线故障；3）无源互调；4）存在外部干扰源干扰；5）扇区天线接反；6）RRU硬件故障；7）其他不确定因素影响
2.3故障定位
RTWP值异常处理流程如下图所示：
RTWP值异常故障处理流程
2.4射频通道故障检测方法
2.4.1话统指标
当上行通道故障时，通常会出现小区KPI指标异常、小区接收通道干扰噪声功率不平衡告警、ALM-26521射频单元接收通道RTWP/RSSI过低告警等现象。
通过PRS统计RSSI值：
2.4.2通道RSSI跟踪
通过U2000进行小区上行RSSI检测可以直接通过列表界面观察A/B/C/D四路（两发四收）的RSSI的值是接近，若通道RSSI平均值差异大于6dbm则判断为通道不平衡。
操作如下：
2.4.3告警查询
可直接U2000导出当前告警，统计输出小区接收通道干扰噪声功率不平衡告警即可。
三、解决措施
3
3.1排查相关告警和配置问题
出现RTWP类故障时，首先查看（LSTALMAF）是否存在ALD/TMA相关的告警，如有告警则先排查
再通过命令查看LSTRXBRANCH接收通道衰减量配置是否按规划要求进行配置
上述排查结束后，仍存在RTWP类告警时，则查看告警类别，根据告警ID分类处理
3.2射频单元接收通道RTWP/RSSI不平衡告警处理
步骤1现场实际接线与后台数据配置不一致
一般后台接收通道数配置会与现场确认后配置，确保前后台一致，但是会存在后台配置通道数与现场实际接线不一致情况，如后台数据配置为2T4R，而现场实际接线为2T2R，这样就会导致实际有2个RX通道是假的，无信号输入，导致接收通道不平衡。
这种现象主要表征为，0和1通道（同时RX/TX）与2和3通道（只是RX）差距较大，且2、3通道是几乎不波动的，这种情况存在较大可能是现场实际接线是2T2R，而后台数据配置了2T4R；如果这种情况需确认现场天线是否存在空端口可接，如果天线端口已经用满而相关小区上行又存在一定程度的干扰或者小区覆盖的范围较大，建议更换多端口天线，通过4R改善上行接收性能，如果现场天线端口未用满，则直接接上馈线即可，否则就得将后台2T4R改为2T2R，与现场一致避免出现告警；如现场实际接线为2T4R，则需要排除是否存在无源互调干扰，转到步骤2。
步骤2无源互调干扰排查
当现场接线与后台数据一致，但是存在通道接收不平衡的情况，很有可能为现场馈线存在破损，或者工艺存在问题，导致多阶无源互调干扰。
在话务空闲时，添加模拟负载，查看RSSI结果，具体步骤如下：
由于无源互调随发射功率抬高而加倍上升。
通过加下行模拟负载，观察小区性能检测中的干扰检测RSSI是否会出现明显的整体抬升，如果抬升可以确认为无源互调的影响。
[1]增加模拟负载，运行MML：
ADDCELLSIMULOAD:
LOCALCELLID=x,SIMLOADCFGINDEX=9;”SIMLOADCFGINDEX值越大，代表模拟负载率越高，输出功率越大。
（注：
模拟负载多用户干扰测试，当小区激活用户数超过6个时，加载模拟负载会影响系统性能。
）
[2]此时监测RSSI变化情况,通过M2000上Monitor/SignalingTrace/SignalingTraceManagement/CellPerformanceMonitoring/InterferenceRSSIStatisticDetectMonitoring打开RSSI跟踪
[a.]如果其中一路RSSI出现明显的抬升，移除模拟负载（RMVCELLSIMULOAD）后重新恢复正常，则说明存在典型的无源互调干扰；
当明确判断稳定存在无源互调，也可在加载模拟负载时，从RRU机顶口往天线口不断晃动馈线或轻轻敲击连接头位置，如果RSSI随之有明显跳动，可以初步判断导致互调的位置。
当然，最可靠的确认故障位置的方法，应该是在条件许可情况下，从机顶口位置逐级向天线口排查，通过换上匹配负载或低互调衰减器（需要先确认衰减器本身互调指标，以免引入附加影响），观察RTWP变化情况，找到故障点。
对于组网简单的基站，可以先交换馈线，如果故障现象随馈线走，可确认RRU通道自身无问题，可以直接将问题通道的跳线替换，如果还不能解决，可以进一步排查天线的原因。
[b.]如果没有明显变化，基本可以排除无源互调的因素。
请转步骤3
步骤3同站小区间鸳鸯线
除非MIMO互助场景（此时不会检测RTWP不平衡告警），同一RRU/RFU两通道肯定处于同一扇区，此时，天线的方位和覆盖区域基本相同，才可能保证RTWP平衡。
如果错误将RRU两个通道分别接到不同扇区，必然会导致RTWP出现差异，此时可能会导致出现RTWP不平衡告警。
当一个站点有RTWP不平衡告警时，如果是由于天线接反原因引起的，会具有下面几个典型特征：
●同一站点同时出现至少两个扇区RTWP不平衡告警。
●两个通道的RTWP变化趋势不具有相关性。
●不同扇区上的RTWP变化趋势存在两两相似。
●处理建议：
上站调整天馈线连接。
关于小区间天线接反，上述的情况是2个小区的用户数差异较大时才会上报不平衡告警的，如果小区用户数差异较少时，一般是不会上报告警的，此时只能通过路测，在对应小区下打电话，通过后台跟踪信令看接入小区是否是所在的小区来判断。
如果在1小区下打电话发现接入的是3小区，则很可能是1和3接反了。
对于天线接反（鸳鸯线）的情况，注意可能有主集-主集、主集-分集、分集-分集鸳鸯等多种情况，可能需要进行多次尝试。
步骤4外部干扰
电磁波在空间传播时，具有一定的电场指向即极化方向，可分为线极化波，圆极化波；而天线的极化方向决定了对一定电场指向的线极化波具有不同的增益。
基站天线一般都是采用正交45度双极化天线。
因此对于线极化波存在一定的主分集增益差。
对于一个线极化的干扰信号，由于空间传播时会经过各种负载的传输路径，多次反射折射等（城区尤其明显），因此传播方向不断变化，导致电场指向也会不断变化。
因此到达基站天线口时，并不会表现为明显的极化差异，也就是说两个天线收到的干扰信号功率一般并不会出现较大的差异。
而对于圆极化干扰信号，自然不具备方向性。
因此到达基站的任意扇区双极化天线两个端口的信号大小基本相当。
当然，也不排除会存在个别案例，由于外界干扰导致RTWP不平衡告警产生。
比如来自高空的雷达或导航搜救卫星等无线电信号，如果是线极化，且未经过多次反射，直接从自由空间进入基站天线，此时正交极化天线对干扰信号的增益会出现不同程度的差异（取决于干扰信号和天线极化方向的相对夹角大小），如果干扰信号持续时间足够长，也可能触发RTWP不平衡告警。
首先关闭下行通道，看当前RTWP状态是否依然偏高，随后再断开RRU/RFU连接跳线，接上匹配负载或直接开路，看RTWP是否恢复到正常范围，如果是，可以完全确认存在外部空间干扰。
稳定空间干扰有如下典型特征：
[1]进入接收机的两路干扰信号具有相关性，虽然功率大小会有不同程度的差异，但对RTWP的波动影响趋势应该是一致的；
[2]具有一定带宽（单音干扰不能携带任何有用信息，实际系统存在单音的可能性几乎为0）；
[3]只可能从天线馈入（现场排查可以利用这个特点）；
步骤5其他不确定因素
●存在少量位置相对固定用户时，可能导致RTWP不平衡
对于新建站点，用户数一般都在1～20个左右，如果空间传播路径相对单一（多经效应不明显），进入基站天线的信号可能具有一定的方向性，因为主分集天线极化增益差，可能导致RTWP不平衡，此时对实际网络性能无任何不良影响，可不予理会。
●概率性随机出现的外界空间电磁干扰，导致某一通道RTWP抬升
当故障表象不满足其他所有故障模式时，偶发性空间干扰也是一个值得考虑的因素。
但需要说明的是，这种偶发的干扰，只要不是频繁触发RTWP不平衡告警，对实际网络性能的影响很小，不具备现场定位排查条件时，也可以暂时不予理会。
3.3射频单元接收通道RTWP/RSSI过低告警处理
如果上述步骤排查后，告警仍存在，则可能是存在RRU硬件故障，需将现场的初步排查的结果和（主控及RRU）日志返回厂家进一步定位分析。
四、典型案例
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4.1上行接收通道不平衡处理案例
通过当前告警导出发现番禺区站点F钟村钟二存在小区接收通道干扰噪声功率不平衡告警，且同站点的800M的3、4、5小区存在该告警。
网管核查跟踪RSSI发现通道0的RSSI均值为-84dbm左右，通道1的RSSI均值为-119dbm左右，通道2、通道3的RSSI均值为-110dbm左右，且值比较稳定，因通道0和通道1的差值大于6dbm，且通道0与通道2、3的差值也大于6dbm，导致告警出现,初步判断为现场馈线出现问题，需现场核查。
现场勘察站点F钟村钟二，发现3小区通道2、通道3的RRU至天线端的馈线被非法剪断导致RSSI较低，通道1的馈线破损导致RSSI值异常偏低。
现场排查通道1馈线发现接口处出现破损，更换后RSSI正常，且将通道2、通道3的小区被剪馈线重新接整后RSSI正常，告警消失。
U2000跟踪该小区的RSSI发现差值较小，且4通道R值接近，。
查看当前告警无通道不平衡告警。
处理后对比小区指标，发现有明显改善：
QC1丢包率有所改善
MCS调度0-6的占比下降：
用户感知上行速率有所提升：
五、经验总结
截至目前广州完成一批64个接收通道故障整改，从后台指标看，这批完成整改的小区上行接收性能改善明显，指标如下：
如上图所示：
告警问题整改后，PUSCH上行检测到用户级别的RSRP≤-132dBm占比下降明显。
如上图所示：
告警问题整改后，QCI1业务上行空口丢包率下降明显。
如上图所示：
告警问题整改后，每用户上行速率提升明显。
第一批64个完成整改的类型中，主要问题是天线端口资源不支持2T4R，需要更换天线，增加端口资源，通过4R来改善上行接收，另外馈线破损及馈线头进水导致上行接收性能变差，等问题，后续通过不断经验积累，不断完善天馈系统故障的整改经验库，反向再促进施工标准的完善，以便避免类似问题再次出现。
由于在VOLTE之前，数据业务本身业务模型存在上下行资源需求不均衡，但是随着VOLTE业务出现后，不断暴露网络上下行链路不平衡的问题，因此本案例经验可以借鉴及推广，以改善网络上行接收性能，以提升VOLTE用户感知。
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